佳能推KrF光刻新机FPA-6400ES6a:参数对标ASML,市场难撼动?
(文/王一 编辑/吕栋)佳能近日宣布,将于12月初推出新一代氟化氪(KrF)光刻设备机FPA-6400ES6a,这是该公司时隔10年推出的首款KrF光刻产品,也是时隔14年推出的首款KrF扫描式光刻机。新机每小时可处理400片晶圆,较上一代提升约1.3倍。套刻精度达到4.0纳米,据称也达到业内顶尖水平。从这两项指标上看
佳能计划在12月初发布新一代氟化氪(KrF)光刻设备FPA-6400ES6a。距离该公司上一次推出KrF光刻产品已过去10年,而KrF扫描式光刻机的上一次上新更是隔了14年。
这台新机的晶圆处理速度是每小时400片,比上一代快了约1.3倍;套刻精度为4.0纳米,佳能称这一水平在业内也属顶尖。单看这两项,FPA-6400ES6a已经可以对标荷兰巨头阿斯麦(ASML)长期占主导的高端KrF机型NXT:870B。
生成式人工智能(AI)的普及推高了先进芯片需求,存储芯片制造商也在加码投资,KrF光刻设备市场随之升温。佳能选择这个节点推新机型,意图很明确:靠性能升级去抢更多份额。
可纸面参数追平阿斯麦,不等于佳能就能轻松动摇对方的地位。新设备要进市场,得先向采购方证明自己能融进现有生产体系,和其他设备保持精确匹配。
按照佳能的说法,FPA-6400ES6a每小时可处理400片晶圆。上一代FPA-6300ES6a在2012年4月推出,启用相关选配功能后,每小时只能处理超过300片。
FPA-6400ES6a 佳能
从速度上看,佳能新机基本追上了阿斯麦的旗舰产品NXT:870B。后者2025年开始出货,晶圆处理速度同样是每小时400片。这一领域如今已是设备厂商角逐的重点方向——对晶圆厂而言,光刻设备吞吐量上去了,不必大幅增加厂房和设备数量,就能释放更多产能。
为了把处理能力提上来,佳能新机型用上了新开发的超高加速度工作台,以压缩设备运行时间。该机型还配有振动抑制技术,高速运行状态下也能稳定、高精度地控制位置;温度控制技术则让激光光路沿线的温度保持均匀。
精度方面,这台设备的套刻精度为4纳米。套刻精度是衡量光刻机性能的重要指标,反映的是不同工艺层之间的图形对准能力,精度不够可能拖累芯片性能和良品率。佳能称,在支持300毫米晶圆的KrF扫描式光刻机中,这一指标处于行业领先水平。
不过,4纳米套刻精度用的是哪种测量口径,佳能还没披露——究竟是单台设备的精度,还是多台设备协同运行时的匹配精度。这个区别不能小看:晶圆厂往往要靠多台光刻机配合完成不同工艺层的曝光,设备之间能否保持一致的对准精度,直接关系到生产良率。
《半导体行业观察》援引分析称,阿斯麦此前推出的XT:1060K,单机套刻精度已经做到3.5纳米。假如佳能的4纳米同样只是单机指标,那很难说领先;反过来,若这4纳米是多台设备匹配后的结果,竞争力就完全是另一回事了。
除处理速度和套刻精度外,佳能还给新机型加了可选光源Hi-ALS(High Alignment Light Source)。用户可依据材料和生产工艺,自行选择对准测量所用的波长,从而在更多制造工序里实现高精度定位。
设备还新增晶圆翘曲检测与校正功能:曝光前先测量晶圆翘曲程度,再通过调整工作台的吸附气流量来校正。新机型支持的晶圆翘曲量扩大到700微米,应对先进封装和晶圆键合工艺中的晶圆变形问题,能力进一步增强。
能耗方面,新机型引入电力控制技术,把工作台减速时产生的再生电能存进电容器,加速时再拿出来用。同时,通过采用高效率电源、简化冷却机构,曝光过程中每片晶圆的耗电量也降了下来。
存储芯片制造仍离不开KrF这类成熟光刻技术。3D NAND朝更多堆叠层数推进,相关工序对光刻设备的需求随之上升;铠侠、SK海力士、美光等存储厂商加大投资,同样为KrF设备市场带来新的增长动力。
佳能此时推出FPA-6300ES6a,显然是不想错过这一市场机遇。
但新机型售价尚未公布,目前还难以判断它能给公司业绩带来多少具体贡献。设备进入规模化量产后出货情况如何,将是市场关注的焦点。另外,成熟制程设备需求容易受中国市场波动影响,未来的订单环境同样值得留意。
而且长期以来,极紫外(EUV)和ArF(氟化氩)浸没式光刻市场由阿斯麦占优,佳能和尼康则主要在KrF、i-line等成熟制程领域相互竞争。
阿斯麦在EUV和ArF上的优势或许意味着:即便佳能在部分关键指标上已经追平,短期内仍难从阿斯麦手里抢走市场。
《半导体行业观察》指出,阿斯麦的KrF设备与浸没式光刻设备在技术平台、晶圆台及部分硬件体系上有一定连续性。对已经大规模采用阿斯麦设备的晶圆厂来说,继续买该公司的KrF设备,既能延续既有设备体系,也能少花不同平台之间的匹配验证成本。
反过来,晶圆厂若引入佳能的新设备,就得额外验证它与现有阿斯麦设备之间的套刻匹配表现。佳能的4纳米精度,与阿斯麦设备匹配后未必还能达到同等水平,这可能成为佳能今后争取订单的一大障碍。